linux进程间通信（IPC）
发布时间：2014-09-05 16:14:47作者：知识屋
1.管道：管道是Linux支持的最初Unix IPC形式之一，具有以下特点：
管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；
只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）；
单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。
数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。 www.zhishiwu.com
一般文件的I/O函数都可以用于管道，如close、read、write等等。
从管道中读取数据：
如果管道的写端不存在（或读一个写端已被关闭的管道时），在所有数据都被读取后，则认为已经读到了数据的末尾，读函数返回的读出字节数为0；（从技术方面考虑，管道的写端还有进程时，就不会产生文件结束）
当管道的写端存在时，如果请求的字节数目大于PIPE_BUF，则返回管道中现有的数据字节数，如果请求的字节数目不大于PIPE_BUF，则返回管道中现有数据字节数（此时，管道中数据量小于请求的数据量）；或者返回请求的字节数（此时，管道中数据量不小于请求的数据量）。注：（PIPE_BUF在include/linux/limits.h中定义，不同的内核版本可能会有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF至少为512字节，red hat 7.2中为4096）。
向管道中写入数据： www.zhishiwu.com
向管道中写入数据时，linux将不保证写入的原子性，管道缓冲区一有空闲区域，写进程就会试图向管道写入数据。如果读进程不读走管道缓冲区中的数据，那么写操作将一直阻塞。
注：只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，向管道中写入数据的进程将收到内核传来的SIFPIPE信号，应用程序可以处理该信号，也可以忽略（默认动作则是应用程序终止）。
管道可用于输入输出重定向，它将一个命令的输出直接定向到另一个命令的输入。
管道的主要局限性正体现在它的特点上：
只支持单向数据流；
只能用于具有亲缘关系的进程之间；
没有名字；
管道的缓冲区是有限的（管道制存在于内存中，在管道创建时，为缓冲区分配一个页面大小）；
管道所传送的是无格式字节流，这就要求管道的读出方和写入方必须事先约定好数据的格式，比如多少字节算作一个消息（或命令、或记录）等等；
2.FIFO：
它可以运行于多个非亲属关系间交换信息。
FIFO的打开规则：
如果当前打开操作是为读而打开FIFO时，若已经有相应进程为写而打开该FIFO，则当前打开操作将成功返回；否则，可能阻塞直到有相应进程为写而打开该FIFO（当前打开操作设置了阻塞标志）；或者，成功返回（当前打开操作没有设置阻塞标志）。
如果当前打开操作是为写而打开FIFO时，如果已经有相应进程为读而打开该FIFO，则当前打开操作将成功返回；否则，可能阻塞直到有相应进程为读而打开该FIFO（当前打开操作设置了阻塞标志）；或者，返回ENXIO错误（当前打开操作没有设置阻塞标志）。
从FIFO中读取数据：
约定：如果一个进程为了从FIFO中读取数据而阻塞打开FIFO，那么称该进程内的读操作为设置了阻塞标志的读操作。
www.zhishiwu.com
如果有进程写打开FIFO，且当前FIFO内没有数据，则对于设置了阻塞标志的读操作来说，将一直阻塞。对于没有设置阻塞标志读操作来说则返回-1，当前errno值为EAGAIN，提醒以后再试。
对于设置了阻塞标志的读操作说，造成阻塞的原因有两种：当前FIFO内有数据，但有其它进程在读这些数据；另外就是FIFO内没有数据。解阻塞的原因则是FIFO中有新的数据写入，不论信写入数据量的大小，也不论读操作请求多少数据量。
读打开的阻塞标志只对本进程第一个读操作施加作用，如果本进程内有多个读操作序列，则在第一个读操作被唤醒并完成读操作后，其它将要执行的读操作将不再阻塞，即使在执行读操作时，FIFO中没有数据也一样（此时，读操作返回0）。
如果没有进程写打开FIFO，则设置了阻塞标志的读操作会阻塞。
注：如果FIFO中有数据，则设置了阻塞标志的读操作不会因为FIFO中的字节数小于请求读的字节数而阻塞，此时，读操作会返回FIFO中现有的数据量。
向FIFO中写入数据：
约定：如果一个进程为了向FIFO中写入数据而阻塞打开FIFO，那么称该进程内的写操作为设置了阻塞标志的写操作。
对于设置了阻塞标志的写操作：
当要写入的数据量不大于PIPE_BUF时，linux将保证写入的原子性。如果此时管道空闲缓冲区不足以容纳要写入的字节数，则进入睡眠，直到当缓冲区中能够容纳要写入的字节数时，才开始进行一次性写操作。
当要写入的数据量大于PIPE_BUF时，linux将不再保证写入的原子性。FIFO缓冲区一有空闲区域，写进程就会试图向管道写入数据，写操作在写完所有请求写的数据后返回。
对于没有设置阻塞标志的写操作：
www.zhishiwu.com
当要写入的数据量大于PIPE_BUF时，linux将不再保证写入的原子性。在写满所有FIFO空闲缓冲区后，写操作返回。
当要写入的数据量不大于PIPE_BUF时，linux将保证写入的原子性。如果当前FIFO空闲缓冲区能够容纳请求写入的字节数，写完后成功返回；如果当前FIFO空闲缓冲区不能够容纳请求写入的字节数，则返回EAGAIN错误，提醒以后再写；
3.XSI IPc结构
他们都属于内核中的IPC结构, 它们都用标识符来描述. 这个标识符是一个非负整数, 与文件描述符不同的是, 创建时并不会重复利用通过删除回收的整数, 而是每次+1, 直到整数最大值回转到0.
标识符是IPC对象的内部名, 而它的外部名则是key(键), 它的基本类型是key_t, 在头文件<sys/types.h>中定义为长整型. 键由内核变换成标识符.
xsi ipc缺点：消息队列和共享内存中的内容不会被自动删除；不使用文件描述符，无法使用多路转接i/o函数：select和poll
优点：可靠，流是受控的；可以用非先进先出方式处理
（1）消息队列
www.zhishiwu.com
消息队列最大的灵活性在于，我们可以自己定义传递给队列的消息的数据类型，消息队列比流通道稍耗内存
（2）共享内存
是一种最快的IPC
（3）信号量
在linux上，记录缩与信号量相比，多耗事60%；但是想实现简单功能，一般还是用记录所，因为其更简单。
作者 索隆
（免责声明：文章内容如涉及作品内容、版权和其它问题，请及时与我们联系，我们将在第一时间删除内容，文章内容仅供参考）
相关知识
-
linux一键安装web环境全攻略 在linux系统中怎么一键安装web环境方法
-
Linux网络基本网络配置方法介绍 如何配置Linux系统的网络方法
-
Linux下DNS服务器搭建详解 Linux下搭建DNS服务器和配置文件
-
对Linux进行详细的性能监控的方法 Linux 系统性能监控命令详解
-
linux系统root密码忘了怎么办 linux忘记root密码后找回密码的方法
-
Linux基本命令有哪些 Linux系统常用操作命令有哪些
-
Linux必学的网络操作命令 linux网络操作相关命令汇总
-
linux系统从入侵到提权的详细过程 linux入侵提权服务器方法技巧
-
linux系统怎么用命令切换用户登录 Linux切换用户的命令是什么
-
在linux中添加普通新用户登录 如何在Linux中添加一个新的用户
软件推荐
更多 >
-
1
专为国人订制！Linux Deepin新版发布2012-07-10
-
2
CentOS 6.3安装(详细图解教程)
-
3
Linux怎么查看网卡驱动?Linux下查看网卡的驱动程序
-
4
centos修改主机名命令
-
5
Ubuntu或UbuntuKyKin14.04Unity桌面风格与Gnome桌面风格的切换
-
6
FEDORA 17中设置TIGERVNC远程访问
-
7
StartOS 5.0相关介绍，新型的Linux系统！
-
8
解决vSphere Client登录linux版vCenter失败
-
9
LINUX最新提权 Exploits Linux Kernel <= 2.6.37
-
10
nginx在网站中的7层转发功能
